python基于谷歌身份验证器的动态密码实现

在很多网站都有动态密码验证来增加安全性，例如银行的U盾，网易的将军令等都是基于动态密码来进行身份验证。动态密码有基于次数和基于时间来刷新的协议，现在基于谷歌的身份验证器来做一个基于时间的动态密码验证系统，默认30秒刷新一次

实现原理：

1、服务端首先要约定一个base32的密钥，并且把这个密钥与某个账户关联。

2、在页面显示一个二维码，内容是一个URI地址（otpauth://totp/账号?secret=密钥）。

3、通过手机端的谷歌身份验证器软件扫描这个二维码，使密钥保存在手机客户端

实现过程：

import base64
import hashlib
import hmac
import time
import datetime
import random as _random

def byte_secret(secret):
    missing_padding = len(secret) % 8
    if missing_padding != 0:
        secret += '=' * (8 - missing_padding)
    return base64.b32decode(secret, casefold=True)

def int_to_bytestring(i, padding=8):
    result = bytearray()
    while i != 0:
        result.append(i & 0xFF)
        i >>= 8
    return bytes(bytearray(reversed(result)).rjust(padding, b'\0'))

#根据约定的密钥计算当前动态密码
def generate_otp(secret):
    for_time = datetime.datetime.now()
    i = time.mktime(for_time.timetuple())
    input =  int(i / 30)
    digest = hashlib.sha1
    digits = 6
    if input < 0:
        raise ValueError('input must be positive integer')
    hasher = hmac.new(byte_secret(secret),int_to_bytestring(input),digest)
    hmac_hash = bytearray(hasher.digest())
    offset = hmac_hash[-1] & 0xf
    code = ((hmac_hash[offset] & 0x7f) << 24 |
            (hmac_hash[offset + 1] & 0xff) << 16 |
            (hmac_hash[offset + 2] & 0xff) << 8 |
            (hmac_hash[offset + 3] & 0xff))
    str_code = str(code % 10 ** digits)
    while len(str_code) < digits:
        str_code = '0' + str_code
    return str_code

#随机生成一个base32密钥
def random_base32(length=16, random=_random.SystemRandom(),
                  chars=list('ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ234567')):
    return ''.join(
        random.choice(chars)
        for _ in range(length)
    )

如何使用：
客户端使用：
首先使用random_base32函数生成一个随机密钥，然后把这个密钥带入到（otpauth://totp/账号?secret=密钥）这个URI中，账号可以随便填写，然后使用二维码生成器生成二维码，使用谷歌身份验证器软件扫描。
服务端使用：
把上面生成的密钥传入generate_otp函数，可计算出当前动态密码。